Plan de pose des voies
Le plan de pose des voies correspond à la répartition et à l’espacement des traverses sur un coupon de voie ainsi qu'au niveau des appareils et répond à des normes précises différentes pour chaque compagnie.
Sur ces voies de débord de la gare de l'Arbresles, on constate, quand on peut simplement les voir, l'espacement important des traverses et la finesse du rail vignole, de faible armement. On remarque également l'importance de l'entre-voie, permettant aux agents de circuler entre les rames.
Cette voie déviée posée en coupons de 8 mètres PLM ne semble pas taillée pour la haute vitesse ! La courbe est quasiment dressée en une succession de segments de droites...
Vue de l'entrée de la gare de Saint Claude montrant le plan de pose caractéristique des branchements de type ancien PLM avec les traverses imbriquées.
Plan de pose des grandes compagnies françaises
Ces plans correspondent à des normes anciennes, de l’époque 1 et 2, mais qui ont survécu longtemps, côtoyant les trains le plus modernes, sur les voies de service ou les plus petites lignes secondaires.
- Compagnie de l’Est. Le rail uniquement employé est de type vignole en acier de 30 kg/m, avec des longueurs de 8 et 12 mètres. Le rail est fixé à chaque traverse par trois tirefonds en fer galvanisé, deux à l’extérieur et un à l’intérieur.
Le rail de 8 m se pose avec joints en porte-à-faux et traverses espacées de 0,750 m excepté au joint où l’intervalle est réduit à 0,62 m, soit 11 traverses par coupon.
Pour le rail de 12 m, les traverses sont au nombre de 16, espacées de 0,770 m, sauf deux intervalles au centre, de 0,780 m et un de 0,600m à chaque extrémité.
Plan de pose Est sur coupon de 8 mètres.
Plan de pose Est sur coupon de 12 mètres.
- Compagnie du chemin de fer du Nord. Le rail utilisé est du vignole, avec deux poids différents au mètre, 30 et 43,215 kg, ce dernier étant destiné aux lignes principales.
Le rail de 30 kg se pose en coupon de 8 m, avec joints chevauchés par le milieu. Les traverses ont espacées de 0,850 m, sauf aux joints, où l’écartement est réduit à 0,600 m.
Le rail lourd repose sur 12, 13 ou 14 traverses par coupons de 12 mètres, en fonction de la vitesse maximale autorisée sur la ligne ; 80 km/h dans le premier cas, 95 km/h dans le deuxième et au delà de 95 km/h dans le dernier cas. L’espacement des traverses se fait alors selon le plan ci-dessous, les joints sont toujours en porte-à-faux, mais jamais chevauchés.
Plan de pose Nord sur coupon de 12 mètres pour vitesse maxi de 80 km/h.
Plan de pose Nord sur coupon de 12 mètres pour vitesse maxi de 95 km/h.
Plan de pose Nord sur coupon de 12 mètres pour vitesse supérieure à 95 km/h.
Plan de pose Nord sur coupon de 8 mètres.
- Compagnie de l’Ouest. La compagnie a utilisé les deux types de rails, préférant le double champignon pour les grandes lignes. Il s’agit alors de rail de 38,750 kg/m, posé en coupon de 8 mètres sur 10 traverses espacées de 0,750 m sauf à chaque extrémité, où l’écartement est de 0,727 m.
Le rail vignole est posé en coupon de 8 m, sur 9 traverses espacées de 0,925.
Plan de pose Ouest sur coupon de 8 mètres sur 9 traverses.
Plan de pose Ouest sur coupon de 8 mètres sur 10 traverses.
- Chemin de fer de l’Etat. Ici, les rails double champignon de 5,50 m ont leurs joints en porte-à-faux et les traverses espacées de 0,980 m et de 0,600 m aux joints, soit 6 traverses par coupon.
Pour le rail de 11 m, les traverses sont au nombre de 12, espacées de 0,980 m, sauf un intervalle au centre, de 0,600 m et un de 0,600m aux joints.
Plan de pose Etat sur coupon de 5,50 mètres.
Plan de pose Etat sur coupon de 11 mètres.
- Compagnie d’Orléans. Au chemin de fer d’Orléans, le rail est du type à double champignon du poids uniforme de 38,2 kg/m, longtemps posés en coupons de 5,5 m, sur 6 ou 7 traverses selon les lignes, espacées de 0,980 m ou 0,816 m.
Plan de pose PO sur coupon de 5,50 mètres sur 6 traverses.
Plan de pose PO sur coupon de 5,50 mètres sur 7 traverses.
- Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée. Le type vignole le seul est en faveur dans cette compagnie. Les longueurs courantes sont 6, 8, 10 et 12 mètres et se posent selon les plans ci-dessous, lorsque la vitesse est supérieure à 50 km/h.
En dessous de cette vitesse, et sur voies de service, on supprime une traverse par coupon.
Plan de pose PLM sur coupon de 6 mètres.
Plan de pose PLM sur coupon de 8 mètres.
- Compagnie du Midi. Le seul rail utilisé est également le double champignon en acier, mais avec deux poids différents par mètre courant : 37,600 et 38,750 kg.
Le premier se pose en deux longueurs de 5,50 et 11 mètres.
La pose en 5,50 m est analogue à celle de l’Etat. Celle du rail de 11 m en diffère un peu. Les traverses, au nombre de 14, sont espacées de 0,817 et 0,818, sauf un intervalle de 0,600 au centre.
Le second se pose en coupon de 8 m avec plan analogue à celui de l’Est pour la longueur équivalente.
Plan de pose Midi sur coupon de 5,50 mètres sur 6 traverses.
Plan de pose Midi sur coupon de 11 mètres.
Plan de pose de la SNCF
Plan de pose SNCF sur coupon de 18 mètres à joints décalés de 4,80 mètres.
Ce coupon de rail visible au premier plan sur la voie directe de sortie de la gare de Najac est posé selon le plan de pose SNCF sur coupon de 18 mètres à joints décalés de 4,80 mètres comme son éclissage caractéristique l’indique.
Joints et éclisses
Les rails placés bout à bout sont reliés les uns aux autres par deux plaques d'acier appelées éclisses serrées au moyen de boulons. A cet effet, les rails et les éclisses sont percés de trous, quatre à l'origine et six maintenant.
Les éclisses sont des pièces d'usure qui vieillissent aux passages des trains en supportant une importante force de cisaillement. Pour être efficaces, elles doivent porter sur le patin du rail et sous le champignon, mais ne doivent en aucun cas être en appui sur l'âme du rail car dans ce cas, le maintient dans le sens vertical n'est plus assuré et une marche, parfois importance peut apparaître entre les deux coupons.
Ce sont d'ailleurs ces joints créés par l'assemblage des rails entre-eux constituant autant de points faibles sur la voie, où se produisent des chocs, qui ont motivé depuis l'origine l'augmentation de la longueur des coupons, jusqu'à créer les Long Rails Soudés d'aujourd'hui.
Cette voie est posée selon les plans Nord sur coupon de 12 mètres pour vitesse supérieure à 95 km/h. Les éclisses de liaisons sont parfaitement visibles et créées un rythme caractéristique des chemins de fer de cette époque. Sur un réseau modèle, même en utilisant de la voie courbable, il serait dommage de ne pas le reproduire en collant simplement des éclisses factices au bon espacement.
A l'inverse sur cette belle voie SNCF moderne, avec traverses béton, pas d'éclissage tous les 12 mètres...
La différence est sensible, non ?
Cette moderne Sybic circule sur une voie ancienne ou l'éclissage est évoqué par de simple languettes de papier collées sur le flanc des rails des voies courbable. Un léger trait de scie au raccord, et vous pouvez apprécier le Tac-Tac caractéristique !
Gros plan sur le raccord de deux coupons de voie vignole. Les traverses sont touchantes au niveau des éclisses. Notez les frettes dont sont équipées la quasi totalité de ces vieilles traverses et les deux cornières en L tirefonnées au centre de la voie.
Belle éclisse moderne à six trous sur une voie vignole posée sur traverses bi-bloc.
Eclisse à quatre trous sur voie SNCF à joints décallés. Notez les frettes de renfort des traverses.
Traverses et attaches
Traditionnellement, les traverses les plus courante étaient en bois.
Avec les rails à double champignon, on utilise soit des traverses en bois dur ( chêne ou hêtre) soit des traverses en résineux de moindre qualité (pin ou sapin).
Avec les rails vignole on n'utilise que des traverses en bois dur.
Les traverses font en général 2,60 à 2,70 mètres de longueur et entre 20 et 35 centimètres de largeur. Leur épaisseur varie entre 13 et 15 centimètres.
Afin d'augmenter leur durée de vie, on les imprègne par injection d'un produit antifongique (créosote, sulfate de cuivre ou chlorure de zinc).
Dans certaines régions, on a également utilisé des traverses métalliques.
L'emploi du verre fut même essayé. Ingénieur anglais M. Bucknall inventa une traverse formée de deux plaques de verre réunies par une barre de fer. Ces traverses présentaient à l'écrasement et au choc une résistance considérable, et auraient été, selon leurs promoteurs d'une durée indéfinie...
Aujourd'hui les traverses béton sont très présentes, soit monobloc, soit bi-blocs réunis par une cornière métallique.
Bien que d'un coût de revient supérieur aux traverses bois, les traverses béton se sont développées en raison de leur plus grande durée de vie, malgré leur sensibilité à l’écrasement et à la fissuration. Pour combattre ces effets indésirables, il est nécessaire que les charges appliquées aux traverses soient transmises au ballast sans développer dans les traverses elles-même de gros efforts de torsion ou de flexion.
Il faut donc que celles-ci portent uniformément sur une couche de matériaux assez fins avant de garnir avec des pierres de calibre usuel.
Il ne faut pas hésiter à varier le travelage des voies sur un réseau miniature, comme ici en gare de Blaisy-Bas, avec un travelage béton côtoyant des voies posées sur traverses bois. Notez également les variations de ballast.
Sur cette ligne, les traverses bois ont été remplacées par des bi-bloc à l'occasion d'un chantier de renouvellement de la voie déjà ancien. Le ballast à retrouvé une unité au fil du temps.
Un détail facile à suggérer sur un réseau modèle : quelques traverses neuves bi-bloc déposées le long de la voie, des tas de ballast de place en place et voici l'annonce d'un futur chantier.
Ces deux traverses marquées d'une croix blanche seront bientôt remplacées par les bi-blocs qui attendent sur la piste.
Gros plan sur le tirefonnage des traverses, soit directement pour les traverses bois, soit par l'intermédiaire d'attache élastiques pour les traverses béton suivantes.
Longrines
Sur les passages inférieurs métalliques la voie est posée, soit sur des traverses fixées au tablier métallique par des équerres ou des brides, soit posée sur des longrines entre des poutres formant caisson.
Ces longrines sont des pièces de bois de chêne de fort équarrissage posées en long sous chaque file de rail et maintenues en place par des brides en fer.
Pour poser une une voie à double champignon sur longrines on utilise des coussinets spéciaux, généralement moins longs que les coussinets ordinaires et comportant quatre trous de tirefonds.
En gare de Romorantin, les voies de cette fosse de visite autorail sont posées sur des longrines qui supportent les sabots des rails à double champignon.
Voie posée sur longrines sur un passage inférieur à tablier métallique.